ИТС 33-2020. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов

(утв. Приказом Росстандарта от 23.12.2020 N 2186)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ИТС 33-2017"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-33-2017" "ИТС 33-2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов (утв. Приказом Росстандарта от 13.12.2017 N "
  n1["ИТС 33-2020"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-33-2020" "ИТС 33-2020. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов (утв. Приказом Росстандарта от 23.12.2020 N "
  n2["ИТС 33-2025"]:::doc
  click n2 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-33-2025" "ИТС 33-2025. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство специальных неорганических химикатов (утв. Приказом Росстандарта от 11.12.2025 N "
  n1 --> n2
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Утвержден Приказом Росстандарта от 23 декабря 2020 г. N 2186

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ХИМИКАТОВ

Production of specialty inorganic chemicals

ИТС 33-2020

Дата введения 1 июля 2021 года

Введение

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям "Производство специальных неорганических химикатов" (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при производстве твердых и других неорганических химических веществ.

Краткое содержание справочника НДТ:

Введение. Представлено краткое содержание справочника НДТ.

Предисловие. Указаны цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. Описаны основные виды деятельности, на которые распространяется действие справочника НДТ.

В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития специальных неорганических химикатов в Российской Федерации. Также в разделе 1 приведен краткий обзор экологических аспектов производства специальных неорганических химикатов.

В разделах 2 - 10 представлена информация по производству цианистого натрия, гидросульфида натрия, катализаторов, треххлористого фосфора, гидросульфида натрия, пористой аммиачной селитры, технических солей и реактивов.

В разделах 11 - 13 представлены НДТ и информация о перспективных технологиях.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения об использованных материалах при подготовке справочника НДТ.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ.

Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. N 1458 "О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям". Перечень областей применения наилучших доступных технологий определен распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. N 2674-р.

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой "Производство специальных неорганических химикатов" (ТРГ 33), состав которой утвержден приказом Минпромторга России от 03 апреля 2020 г. N 1121.

Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее - Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3 Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание реализованных на территории Российской Федерации технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, ресурсосбережение, применяемых при производстве цианистого натрия, гидросульфида натрия, катализаторов, треххлористого фосфора, гидросульфида натрия, пористой аммиачной селитры, технических солей и реактивов, треххлористого бора, диоксида титана, железоокисного пигмента. Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся наилучшими доступными технологиями (НДТ). Для НДТ в справочнике НДТ установлены соответствующие технологические показатели НДТ.

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

При разработке справочника НДТ был использован справочник Европейского союза по НДТ "Производство специальных неорганических химикатов" (Reference Document on Best Available Techniques for the Production of Speciality Inorganic Chemicals) с учетом особенностей производства специальных неорганических химикатов в Российской Федерации.

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, оборудовании, технических способах, методах, применяемых при производстве специальных неорганических химикатов в Российской Федерации, была собрана в процессе актуализации справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора и обработки данных, необходимых для разработки и актуализации информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям, утвержденным приказом Минпромторга России от 18 декабря 2019 г. N 4841.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разработанными в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от от 30 апреля 2019 г. N 866-р, приведена в разделе "Область применения".

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 23 декабря 2020 г. N 2186.

Справочник НДТ введен в действие с 01 июля 2021 г., официально опубликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru).

8 Взамен ИТС 33-2017

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды деятельности:

• процессы производства цианистого натрия;
• процессы производства гидросульфида натрия;
• процессы производства катализаторов;
• процессы производства треххлористого фосфора;
• процессы производства специальных видов аммиачной селитры (пористой и водоустойчивой);
• процессы производства технических солей и реактивов;
• процессы производства треххлористого бора;
• процессы производства диоксида титана;
• процессы производства железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана.

Справочник НДТ также распространяется на следующие процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий или масштабы загрязнения окружающей среды:

• хранение и подготовка сырья;
• хранение и подготовка топлива;
• производственные процессы;
• методы предотвращения и сокращения эмиссий, образования и размещения отходов;
• хранение и подготовка продукции.

Вопросы обеспечения промышленной безопасности и охраны труда частично рассматриваются только в тех случаях, когда оказывают влияние на виды деятельности, включенные в область применения настоящего справочника НДТ.

Дополнительные виды деятельности, осуществляемые при производстве специальных неорганических химикатов, и соответствующие им справочники НДТ, определенные распоряжением Правительства РФ от 31 октября 2014 г. N 2178-р, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Дополнительные виды деятельности при производстве специальных неорганических химикатов и соответствующие им справочники НДТ

Сфера распространения настоящего справочника НДТ приведена в таблице 2.

Таблица 2

Сфера распространения ИТС НДТ

Раздел 1 Общая информация об отрасли химической промышленности

Химическая промышленность является одной из важнейших базовых отраслей современной экономики. Ее продукция включает в себя более 70 тыс. наименований и широко используется для производства потребительских товаров, а также в таких отраслях экономики, как сельское хозяйство, обрабатывающая промышленность, строительство и сфера услуг. Кроме того, более 25% химикатов потребляется внутри самой химической отрасли.

Химический комплекс характеризуется высокими темпами роста, опережающими развитие мировой экономики. В прогнозном периоде до 2030 г. среднегодовой темп роста химического комплекса составит более 4,4%, при этом среднегодовой темп роста мирового валового внутреннего продукта (ВВП) за указанный период ожидается на уровне 3%. Таким образом, к 2030 г. суммарный рост химического комплекса на 28% превысит рост мирового ВВП.

К химической промышленности относятся:

• базовые химикаты;
• продукты жизнеобеспечения;
• специальные химикаты;
• потребительские товары.

Специальные химикаты представляют собой продукты узконаправленного применения с относительно высокой добавленной стоимостью и являются достаточно быстроразвивающимся инновационным сегментом химической промышленности с дифференцированным конечным рынком сбыта. Темпы роста этого сегмента в среднем в 1,5 - 3 раза превышают темпы роста мирового ВВП. Данные товары ценятся на рынке за их особые функциональные качества. К ним относятся электронные химикаты (предназначенные для электронных приборов и оборудования), клеи, различные защитные покрытия, промышленные чистящие химикаты - абразивы, пигменты, катализаторы. Специальные химические продукты называют также тонкими химикатами.

Специализированные неорганические химические вещества, как правило, производятся в меньших объемах и продаются с более высоким коэффициентом прибыли. Данные вещества имеют тенденцию быть более ориентированными на потребителя и меньше подвержены циклическому спросу.

Еще одним смысловым фактором отнесения веществ к специализированным могут являться индивидуальность и уникальность производства, потенциальная опасность производимой продукции и используемых сырьевых компонентов.

Раздел 2 Производство цианидов

Цианистый натрий (цианид натрия, химическая формула NaCN) изготавливают в виде белых или слабоокрашенных брикетов со средним размером 38 x 36 x 20 мм и массой около 18 г (высший сорт); белые или слабоокрашенные брикеты, смесь деформированных, ломаных брикетов (первый сорт) по [1]. Цианистый калий (цианид калия (KCN)) изготавливают в виде белых или слабоокрашенных кристаллов с наличием комков по [2].

Цианиды натрия и калия применяются:

• в золотодобывающей промышленности для извлечения золота из руды методом выщелачивания;
• в процессах цианирования стали для повышения поверхностной твердости, износостойкости и усталостной прочности стальных изделий;
• как цианирующий агент в производстве нитрилов, изонитрилов, красителей;
• в производстве фармацевтических препаратов.

Цианистый натрий получают нейтрализацией синильной кислоты щелочью с последующей фильтрацией и сушкой осадка:

HCN + NaOH \rightarrow NaCN + H_{2}O .

2.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве цианида натрия

Промышленный способ получения цианида натрия основан на реакции нейтрализации, в результате которой при взаимодействии синильной кислоты и едкого натра образуются цианистый натрий и вода.

Основные этапы технологии:

• прием сырья;
• абсорбция;
• синтез и кристаллизация;
• фильтрация и сушка;
• брикетировка и упаковка;
• дегазация цианистых соединений.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Принципиальная схема получения цианида натрия

Сырьем для получения брикетированного цианида натрия являются синильная кислота и едкий натр. Синильная кислота по трубопроводу передается на участок приема и дозировки сырья, откуда посредством передавливания азотом подается на стадию кристаллизации. В процессе приема и передачи синильной кислоты образуются абгазы цианистого водорода, которые абсорбируются в скрубберах 0,5% - 1% водно-щелочным абсорбентом.

Едкий натр с массовой долей не менее 46% поступает по трубопроводу на участок приема и дозировки сырья, откуда насосом подается в верхнюю часть кристаллизатора. Синильная кислота подается в циркуляционный контур кристаллизатора через специальное дозирующее устройство. Расход раствора едкого натра в кристаллизатор должен превышать расход синильной кислоты в 3,21 раза.

Кристаллизатор предназначен для проведения реакции нейтрализации с образованием суспензии цианистого натрия (маточного раствора). В результате испарения воды происходит образование кристаллов соли, размер которых постоянно увеличивается до заданного среднего размера. Реакция в кристаллизаторе происходит при температуре 63 °C - 70 °C и под вакуумом 8,2 - 9,0 кПа.

Полученный маточный раствор отводится из циркуляционного контура кристаллизатора на барабанный вакуумный фильтр, где происходят выделение из маточного раствора кристаллического цианистого натрия и его сушка. Осушение выделенного цианистого натрия происходит посредством подачи горячего сушильного воздуха, подогретого в газовой горелке до температуры 350 °C.

Осушенный цианид натрия из барабанного вакуумного фильтра подается в компактор, где кристаллы цианистого натрия спрессовываются в брикеты. Спрессованный цианид натрия далее направляется в барабанное сито для сглаживания брикетов и отделения от них пыли и обломков, откуда попадает в сборник и далее на упаковку.

Образовавшиеся в процессе получения брикетированного цианида натрия абгазы синильной кислоты и пыль цианида натрия абсорбируются в скрубберах. Скруббер первой ступени очистки предназначен для предварительной очистки и обеспыливания загрязненного воздуха путем подачи абсорбента - конденсата или химобессоленной воды в противотоке поступающему газу. Скруббер второй ступени очистки предназначен для окончательной очистки и обеспыливания загрязненного воздуха путем впрыска водно-щелочного раствора (абсорбента) в противоток поступающему газу.

Образовавшиеся сточные воды поступают на стадию сбора циансодержащих сточных вод, где в процессе перекачки и перемешивания усредняются и передаются на локальную гипохлоритную очистку.

Описание технологического процесса приведено в таблице 2.1, перечень основного оборудования - в таблицах 2.2 - 2.3.

Таблица 2.1

Описание технологического процесса производства цианида натрия

Таблица 2.2

Перечень основного технологического оборудования производства цианида натрия

Таблица 2.3

Природоохранное оборудование производства цианида натрия

2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 2.4

Таблица 2.4

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве цианида натрия

Характеристика выбросов, сбросов, образующихся при производстве цианида натрия, приведена в таблицах 2.5 - 2.6.

Таблица 2.5

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве цианида натрия

Таблица 2.6

Сбросы при производстве цианида натрия

Раздел 3 Производство гидросульфида натрия

Гидросульфид натрия выпускается промышленностью в кристаллической форме или (наиболее часто) в виде водного раствора.

Гидросульфид натрия применяют главным образом в цветной металлургии при обогащении руд цветных металлов методом флотации. Во флотационных процессах он является реагентом-регулятором при обогащении медных, свинцовых, цинковых, молибденовых и сурьмяносодержащих руд.

В кожевенной промышленности он используется как компонент состава для удаления наружного слоя шкур.

Также он применяется как сырье в химической промышленности (для производства этилмеркаптана, бутифоса, красителей).

В текстильной промышленности его применяют при производстве искусственного шелка. Также гидросульфид натрия - это отбеливатель для хлопка, льна, рейона и нейлона.

3.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве гидросульфида натрия

Промышленный способ получения раствора гидросульфида натрия - нейтрализация раствора гидроксида натрия газообразным сероводородом. Принципиальная схема производства данного продукта приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Принципиальная схема получения гидросульфида натрия

Концентрированный раствор гидроксида натрия из железнодорожных цистерн или контейнеров сливается в хранилища склада сырья. Из хранилищ склада концентрированный раствор подается насосом на стадию приготовления разбавленного раствора гидроксида натрия.

Для приготовления разбавленного раствора гидроксида натрия в емкости стадии принимается расчетное количество концентрированного раствора гидроксида натрия и технической воды, затем ведется циркуляция раствора в емкости при помощи насоса. Приготовленный разбавленный раствор гидроксида натрия подается на стадию синтеза гидросульфида натрия.

Синтез осуществляется путем взаимодействия раствора гидроксида натрия с газообразным сероводородом. Разбавленный раствор гидроксида натрия поступает в верхнюю часть абсорбционной колонны, вертикального колонного аппарата, заполненного насадкой из колец Рашига. Из колонны раствор стекает в горизонтальный сборник, из сборника насосом подается в реактор. Реактор представляет собой вертикальный кожухо-трубчатый теплообменный аппарат, межтрубное пространство которого заполнено раствором, а в трубное пространство подается в качестве хладагента оборотная вода. В нижнюю часть межтрубного пространства реактора подается сероводород. Двигаясь в противотоке, раствор и сероводород реагируют с образованием гидросульфида натрия. Раствор гидросульфида натрия с температурой не более 80 °C отводится из реактора через гидрозатвор в сборник готового продукта и затем подается насосом в хранилища склада готовой продукции. Часть раствора из горизонтального сборника подается в скруббер, где реагирует с сероводородом, образовавшаяся реакционная масса охлаждается оборотной водой в теплообменнике и возвращается в горизонтальный сборник.

Азотное дыхание сборников, сдувки из реактора отводятся в нижнюю часть абсорбционной колонны для улавливания сероводорода, газовый поток из верхней части абсорбционной колонны поступает в каплеотбойник и затем подается на стадию термического разложения газовых потоков в печи. Описание технологического процесса по стадиям приведено в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Описание технологического процесса получения гидросульфида натрия

3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве гидросульфида натрия

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве гидросульфида натрия

Характеристика выбросов, образующихся при производстве гидросульфида натрия, приведена в таблице 3.3. Сточных вод, содержащих исходные вещества, полупродукты или продукты процесса при производстве гидросульфида натрия, не образуется. Отходы зачистки оборудования производства гидросульфида натрия вывозятся на полигон захоронения промышленных отходов.

Таблица 3.3

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве гидросульфида натрия

Раздел 4 Производство катализаторов

4.1 Общая информация

Современное химическое производство в основной своей массе основано на катализе. Применение катализаторов позволяет осуществлять промышленно важные химические реакции с высокой эффективностью в приемлемых условиях.

В настоящем справочнике НДТ рассматривается производство твердых гетерогенных катализаторов для процессов нефтепереработки, нефтехимии, газоочистки и неорганического синтеза, которые производятся на российских предприятиях (см. таблицу 4.1).

Таблица 4.1

Производство основных катализаторов нефтепереработки, нефтехимии, неорганического синтеза и очистки технологических газов в России

Большинство твердых промышленных катализаторов представляют собой частицы, распределенные в порах инертных носителей. Нанесенные катализаторы получают двумя основными методами: введением активной фазы в предварительно подготовленный носитель путем пропитки; соосаждением каталитически активного материала и носителя. Также практикуется получение твердых катализаторов по замесной технологии. Данные катализаторы получают смешением активных компонентов. В качестве носителей наиболее часто применяют оксиды алюминия, кремния, титана, магния, цинка, циркония, алюмосиликаты, активированный уголь. Особое место среди гетерогенных катализаторов занимают катализаторы на основе цеолитов.

4.2 Описание технологических процессов, используемых в производстве катализаторов

4.2.1 Основные стадии производства катализаторов

В общем случае производство катализаторов включает получение исходных твердых материалов (например, геля гидроокиси алюминия, солей металлов), выделение веществ, являющихся активным компонентом (например, термическим разложением, выщелачиванием), изменение состава катализатора в реакционной среде (например, сульфидирование, восстановление). К наиболее характерным операциям при синтезе катализаторов методом соосаждения относятся: дробление, помол, растворение, соосаждение, фильтрование, промывка осадка, формовка, сушка, прокаливание. Некоторые типы катализаторов требуют проведения стадий ионного обмена, пропитки, введения связующего.

Растворение и соосаждение

В процессе соосаждения образуется твердая фаза в результате взаимодействия растворов исходных компонентов. Характер осадка зависит от температуры осаждения, pH среды, исходного состава раствора, интенсивности перемешивания, условий введения осадителя. Растворение и соосаждение, как правило, проводят в аппаратах периодического действия с перемешивающими устройствами и теплообменными элементами.

Пропитка

В процессе пропитки пористый носитель пропитывают раствором солей металлов (например, нитратов, ацетатов, карбонатов), анионы которых удаляют на последующих стадиях термообработки. В производстве катализаторов применяют различные способы пропитки: окунание, опрыскивание, с упариванием раствора, расплавом солей. Пропитку проводят в сушильно-пропиточных аппаратах, барабанных пропитывателях, конвейерных пропиточных машинах.

В настоящее время соосажденные катализаторы выпускаются редко, наиболее распространены полученные по пропитной (пропитка носителя растворами активных компонентов) или замесной (смешение активных компонентов со связующим или без него) технологии.

Фильтрование

Фильтрование суспензий проводят с применением барабанных вакуум-фильтров, рамных фильтр-прессов, автоматических камерных фильтр-прессов. В малотоннажных производствах применяют нутч-фильтры. Выбор фильтра зависит от среднего размера частиц суспензии, содержания твердой фазы, вязкости жидкой фазы, а также от требований к влагосодержанию осадка, температуры фильтрования, производительности.

Промывка осадка

Для удаления растворенных в фильтрате или адсорбированных на поверхности осадка нежелательных компонентов применяют промывку осадка на фильтре или репульпационную промывку с повторением фильтрования. Промывку крупнозерновых осадков с размером частиц более 50 мкм проводят в одну или несколько ступеней непосредственно на фильтре промывной жидкостью либо разделением суспензии после смешения осадка с промывной жидкостью. Мелкодисперсные суспензии с размером частиц менее 20 мкм промывают на отдельном оборудовании с разрушением структуры осадка.

Формовка

В производстве катализаторов распространено два способа формовки: сухая (таблетирование, гранулирование измельченного до тонкодисперсного состояния прокаленного материала) и влажная (экструзия, таблетирование, гранулирование, распылительная сушка влажного осадка). Способы формовки в значительной мере определяют механическую прочность катализатора. Для формовки применяют дисковые грануляторы, прессы, ножевые устройства, шнековые машины, сушильно-формовочные машины, таблеточные роторные машины, устройства для уплотнения порошков, аппараты для нанесения покрытий.

Сушка

На стадии сушки удаляется влага, содержащаяся в суспензии (пасте, влажном материале) после фильтрования и промывки. Сушку проводят в распылительных сушилках, сушилках с кипящим слоем, ленточного, шахтного, барабанного, туннельного типов. В малотоннажных производствах применяют камерные сушилки периодического действия.

Прокаливание

При прокаливании за счет термической диссоциации гидроксидов, солей металлов образуется активная фаза катализатора. Условия прокаливания определяют удельную поверхность и средний размер пор. Термообработку проводят в прокалочных печах шахтного, туннельного, барабанного типов, в печах с кипящим слоем. Обогрев осуществляют непосредственно топочными газами, либо применяют печи непрямого нагрева. В малотоннажных производствах применяют камерные электрические печи сопротивления.

4.2.2 Производство алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Алюмоникелевые катализаторы конверсии метана и углеводородных газов производятся методом пропитки. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.1, описание технологического процесса - в таблице 4.2, перечень основного оборудования - в таблицах 4.3 - 4.4.

Рисунок 4.1 - Принципиальная схема производства алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Таблица 4.2

Описание технологического процесса производства алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Таблица 4.3

Основное технологическое оборудование производства алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Таблица 4.4

Природоохранное оборудование производства алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

4.2.3 Производство алюмопалладиевых катализаторов

Алюмопалладиевые катализаторы производятся пропиткой алюмооксидного носителя раствором соединения палладия. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.2, описание технологического процесса - в таблице 4.5, перечень основного оборудования - в таблицах 4.6 - 4.7.

Рисунок 4.2 - Принципиальная схема производства алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 4.5

Описание технологического процесса производства алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 4.6

Основное технологическое оборудование производства алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 4.7

Природоохранное оборудование производства алюмопалладиевых катализаторов

4.2.4 Производство алюмоплатиновых (платино-рениевых) катализаторов на основе активного оксида алюминия

Алюмоплатиновые катализаторы на основе активного оксида алюминия производятся методом пропитки. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.3 описание технологического процесса - в таблице 4.8, перечень основного оборудования - в таблицах 4.9 - 4.10.

Рисунок 4.3 - Принципиальная схема производства алюмоплатиновых катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 4.8

Описание технологического процесса производства алюмоплатиновых катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 4.9

Основное технологическое оборудование производства алюмоплатиновых катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 4.10

Природоохранное оборудование производства алюмоплатиновых катализаторов на основе активного оксида алюминия

4.2.5 Производство никель-вольфрам-сульфидных катализаторов с добавкой оксида алюминия

Никель-вольфрам-сульфидные катализаторы с добавкой оксида алюминия производятся методом осаждения. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.4, описание технологического процесса - в таблице 4.11, перечень основного оборудования - в таблицах 4.12 - 4.13.

Рисунок 4.4 - Принципиальная схема производства никель-вольфрам-сульфидных катализаторов с добавкой оксида алюминия

Таблица 4.11

Описание технологического процесса производства никель-вольфрам-сульфидных катализаторов с добавкой оксида алюминия

Таблица 4.12

Основное технологическое оборудование производства никель-вольфрам-сульфидных катализаторов с добавкой оксида алюминия

Таблица 4.13

Природоохранное оборудование производства никель-вольфрам-сульфидных катализаторов с добавкой оксида алюминия

4.2.6 Производство сульфокатионитных катализаторов

Сульфокатионитные катализаторы производятся методом механического смешения и применяются в процессах гидратации олефинов, дегидратации спиртов, получения изобутилена, МТБЭ и других процессах.

Метод получения сульфокатионитных катализаторов основан на формовании гранул из расплава смеси катионообменной смолы и гранулированного (порошкообразного) полипропилена. Процесс получения состоит из следующих стадий:

• размол и сушка катионита;
• смешивание катионита с полипропиленом;
• гранулирование катализатора;
• нейтрализация сточных вод.

Мешки с катионитом растариваются и разгружаются в передвижной бункер. Катионит из бункера подается в измельчитель. Затем проводится сушка измельченного катионита в кипящем слое до влажности катионита 10 - 25 масс. %.

Отмеренное количество осушенного катионита и полипропилена поступает в планетарно-шнековый смеситель, где происходит смешивание полипропилена с подсушенным катионитом, смешивание производится не менее 1 часа с образованием катализаторной шихты.

Перемещение катализаторной шихты в экструдере и ее прессование производятся двумя вращающимися навстречу друг другу червячными валами через последовательно расположенные электронагревательные зоны к формующей головке. По мере продвижения катализаторной шихты от дозатора к зоне давления происходит перемещение катионита в расплаве из полипропилена. Из зоны давления расплавленная масса шихты поступает в фильерные отверстия формующей головки экструдера. При выходе из фильерных отверстий за счет резкого снижения давления из гранул катализатора мгновенно испаряется влага, вследствие чего он обретает пористость. Длина гранул катализатора регулируется скоростью вращения ножа режущего устройства по месту.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.5, описание технологического процесса - в таблице 4.14, перечень основного оборудования - в таблице 4.15.

Рисунок 4.5 - Принципиальная схема производства сульфокатионитных катализаторов

Таблица 4.14

Описание технологического процесса производства сульфокатионитных катализаторов

Таблица 4.15

Основное технологическое оборудование производства сульфокатионитных катализаторов

4.2.7 Производство железокалиевых катализаторов

Железокалиевые катализаторы производятся методом полусухого смешения и предназначены для дегидрирования изоамиленов в изопрен.

Технологический процесс состоит из:

• подготовки катализаторных гранул;
• прокаливания катализаторных гранул с последующим охлаждением технологическим воздухом.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.6, описание технологического процесса - в таблице 4.16, перечень основного оборудования - в таблице 4.17.

Рисунок 4.6 - Принципиальная схема производства железокалиевых катализаторов

Таблица 4.16

Описание технологического процесса производства железокалиевых катализаторов

Таблица 4.17

Основное технологическое оборудование производства железокалиевых катализаторов

4.2.8 Производство катализаторов "серебро на пемзе"

Катализаторы "серебро на пемзе" производятся методом пропитки.

Гранулированная пемза просеивается на сите с целью получения гранул размерами 2 - 5 мм. Пыль, мелкая фракция, а также пемза темного цвета собираются в отдельную тару и вывозятся на полигон промышленных отходов. Готовую пемзу обрабатывают 10%-ным - 20%-ным раствором азотной кислоты с целью удаления поверхностных окислов железа.

Химизм процесса:

Fe₂O₃ + 6HNO₃ = 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O;

FeO + 2HNO₃ = Fe(NO₃)₂ + H₂O.

После приготовления раствора кислоты в емкость засыпается пемза. Обработка пемзы производится не менее 2 суток при периодическом перемешивании пемзы пластиковой лопаткой. После обработки пемза по мере надобности засыпается в корзины.

После промывки пемза перегружается в поддоны и сушится в сушилке, обогреваемой паром, при температуре 80 °C - 100 °C не менее 8 часов до полного удаления влаги.

Нанесение серебра на пемзу производится путем пропитывания ее раствором азотнокислого серебра и разложения его при высокой температуре. При этом протекает реакция

2AgNO₃ = 2 Ag + 2NO₂ + O₂.

Нанесение серебра на пемзу производится в выпарной чаше, расположенной в вытяжном шкафу.

В процессе пропитки в рубашку чаши подается пар и раствор азотнокислого серебра упаривается до полного удаления влаги. В чашу повторно заливается по гибкому шлангу паровой конденсат до первоначального уровня, и операция упаривания повторяется, при этом последние порции конденсата упариваются при постоянном перемешивании контактной массы.

Контактная масса выгружается совком в поддоны, которые при помощи приспособления помещают в электропечь, где при температуре 400 °C - 500 °C при перемешивании в течение 1 - 2 часов удаляются оксиды азота, после чего температуру в печи поднимают до 600 °C - 650 °C и при этой температуре катализатор прокаливается в течение 2 - 3 часов.

Прокаленный катализатор вынимается из печи, охлаждается на открытом воздухе, просеивается от пыли и мелочи. Отбирается проба на анализ, взвешивается и затаривается в мешки, маркируется и сдается на склад на хранение.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.7, описание технологического процесса - в таблице 4.18, перечень основного оборудования - в таблице 4.19.

Рисунок 4.7 - Принципиальная схема производства катализаторов "серебро на пемзе"

Таблица 4.18

Описание технологического процесса производства катализаторов "серебро на пемзе"

Таблица 4.19

Основное технологическое оборудование производства катализаторов "серебро на пемзе"

4.2.9 Производство катализаторов "палладий на угле"

Катализаторы "палладий на угле" производятся нанесением на поверхность угля активного рекуперационного палладия. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.8, описание технологического процесса - в таблице 4.20, перечень основного оборудования - в таблицах 4.21 - 4.22.

Рисунок 4.8 - Принципиальная схема производства катализаторов "палладий на угле"

Таблица 4.20

Описание технологического процесса производства катализаторов "палладий на угле"

Таблица 4.21

Основное технологическое оборудование производства катализаторов "палладий на угле"

Таблица 4.22

Природоохранное оборудование производства катализаторов "палладий на угле"

4.2.10 Производство алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Алюмоникелькобальтмолибденовые катализаторы производятся пропиткой алюмооксидного носителя растворами парамолибдата аммония, никелем азотнокислым или кобальтом азотнокислым. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.9, описание технологического процесса - в таблице 4.23, перечень основного оборудования - в таблицах 4.24 - 4.25.

Рисунок 4.9 - Принципиальная схема производства алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 4.23

Описание технологического процесса производства алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 4.24

Основное технологическое оборудование производства алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 4.25

Природоохранное оборудование производства алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

4.2.11 Производство цинкхроммедных катализаторов

Цинкхроммедные катализаторы производятся путем приготовления катализаторной массы из хроммедного раствора, окиси алюминия, окиси магния, двуокиси марганца и цинковых белил с дальнейшей экструзией, сушкой, таблетированием, прокалкой, восстановлением и активацией. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.10, описание технологического процесса - в таблице 4.26, перечень основного оборудования - в таблицах 4.27 - 4.28.

Рисунок 4.10 - Принципиальная схема производства цинкхроммедных катализаторов

Таблица 4.26

Описание технологического процесса производства цинкхроммедных катализаторов

Таблица 4.27

Основное технологическое оборудование производства цинкхроммедных катализаторов

Таблица 4.28

Природоохранное оборудование производства цинкхроммедных катализаторов

4.2.12 Производство алюмоцинкхромовых катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.11, описание технологического процесса - в таблице 4.29, перечень основного оборудования - в таблицах 4.30 - 4.31.

Алюмоцинкхромовые катализаторы производятся путем приготовления замеса из хромового ангидрида, гидроокиси алюминия и цинковых белил с дальнейшей формовкой, провяливанием и сушкой.

Рисунок 4.11 - Принципиальная схема производства алюмоцинкхромовых катализаторов

Таблица 4.29

Описание технологического процесса производства алюмоцинкхромовых катализаторов

Таблица 4.30

Основное технологическое оборудование производства алюмоцинкхромовых катализаторов

Таблица 4.31

Природоохранное оборудование производства никель-вольфрам-сульфидных катализаторов с добавкой оксида алюминия

4.2.13 Производство цинкхромовых катализаторов

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.12, описание технологического процесса - в таблице 4.32, перечень основного оборудования - в таблице 4.33.

Цинкхромовые катализаторы производятся путем приготовления замеса из хромового ангидрида, гидроокиси алюминия и цинковых белил с дальнейшей формовкой, провяливанием и сушкой.

Рисунок 4.12 - Принципиальная схема производства цинкхромовых катализаторов

Таблица 4.32

Описание технологического процесса производства цинкхромовых катализаторов

Таблица 4.33

Основное технологическое оборудование производства цинкхромовых катализаторов

4.2.14 Производство микросферических алюмохромовых катализаторов

Алюмохромовые катализаторы применяют в процессах дегидрирования легких парафиновых углеводородов.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.13, описание технологического процесса - в таблице 4.34, перечень основного оборудования - в таблице 4.35.

Алюмохромовые катализаторы производят методом пропитки алюмооксидного носителя с последующей высокотемпературной активацией.

Рисунок 4.13 - Принципиальная схема производства микросферических алюмохромовых катализаторов

Таблица 4.34

Описание технологического процесса производства микросферических алюмохромовых катализаторов

Таблица 4.35

Основное технологическое оборудование производства микросферических алюмохромовых катализаторов

4.2.15 Производство железохромовых катализаторов

Железохромовые катализаторы производятся путем взаимодействия оксида железа с раствором хромовой кислоты с дальнейшей формовкой, сушкой и прокалкой. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.14, описание технологического процесса - в таблице 4.34, перечень основного оборудования - в таблице 4.35.

Рисунок 4.14 - Принципиальная схема производства железохромовых катализаторов

Таблица 4.36

Описание технологического процесса производства железохромовых катализаторов

Таблица 4.37

Основное технологическое оборудование производства железохромовых катализаторов

4.2.16 Производство цеолитсодержащих катализаторов

Цеолитсодержащие катализаторы производятся путем смешения компонентов (гидроокиси алюминия, цеолита ЦВМ, молибдата аммония, борной и азотной кислот) раствором хромовой кислоты с дальнейшей формовкой, сушкой и прокалкой. Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.15, описание технологического процесса - в таблице 4.38, перечень основного оборудования - в таблицах 4.39 - 4.40.

Рисунок 4.15 - Принципиальная схема производства цеолитсодержащих катализаторов

Таблица 4.38

Описание технологического процесса производства цеолитсодержащих катализаторов

Таблица 4.39

Основное технологическое оборудование производства цеолитсодержащих катализаторов

Таблица 4.40

Природоохранное оборудование производства цеолитсодержащих катализаторов

4.2.17 Производство катализаторов "силилхромат на силикагеле" (S-2)

Катализатор S-2 представляет собой органические соединения хрома, адсорбированные и хемосорбированные на активированной двуокиси кремния.

Катализатор S-2 применяется в газофазном процессе полимеризации этилена.

Производство катализатора включает следующие основные стадии:

• активация (дегидратация) диоксида кремния;
• приготовление силилхромата;
• нанесение силилхромата на активированный диоксид кремния;
• восстановление хрома диэтилалюминий этоксидом;
• сушка катализатора.

Синтез силилхромата проводят в смесителе путем взаимодействия хромового ангидрида и трифенилсиланола в среде четыреххлористого углерода. Выделяющаяся в ходе этой реакции вода поглощается активированной двуокисью кремния, а не прореагировавший остаток трехокиси хрома адсорбируется на ней.

Двуокись кремния подвергают термообработке в активаторе по строго регулируемой программе в условиях псевдоожижения азотом. Температурный режим активации двуокиси кремния включает в себя подогрев при заданной скорости повышения температуры, выдерживание при постоянной температуре и охлаждение.

Активированный диоксид кремния по трубопроводу пневмотранспортом азота транспортируют в приемную емкость, представляющую собой вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем. Транспортирующий азот проходит через металлокерамические фильтры, где очищается и сбрасывается в атмосферу.

Процесс приготовления катализатора S-2 проводят путем нанесения силилхромата на активированный диоксид кремния в смесительном реакторе, представляющем собой вертикальный аппарат с коническим днищем, снабженный мешалкой ленточного типа.

После осаждения силилхромата на силикагеле проводят восстановление хрома 25%-ным раствором диэтилалюминий этоксида (ДЭАЭ) в изопентане. После восстановления хрома катализатор высушивают в смесительном реакторе путем выпаривания изопентана.

По окончании сушки катализатор из смесительного реактора выгружают в приемную емкость, в верхней части которой вмонтированы металлокерамические фильтры, через которые транспортировочный азот очищается от захваченной пыли и сбрасывается в атмосферу. Из емкости катализатор в токе азота транспортируют через шланговую станцию в бункеры для хранения катализатора.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.16, описание технологического процесса - в таблице 4.41, перечень основного оборудования - в таблице 4.42.

Рисунок 4.16 - Принципиальная схема производства катализаторов "силилхромат на силикагеле"

Таблица 4.41

Описание технологического процесса производства катализаторов "силилхромат на силикагеле"

Таблица 4.42

Основное технологическое оборудование производства катализаторов "силилхромат на силикагеле"

4.2.18 Производство катализаторов "хромоцен на силикагеле" (S-9)

Катализатор S-9 представляет собой органические соединения хрома, адсорбированные и хемосорбированные на активированной двуокиси кремния.

Катализатор S-9 применяется в газофазном процессе полимеризации этилена.

Производство катализатора включает следующие основные стадии:

• осушка толуола;
• приготовление суспензии натрия;
• крекинг дициклопентадиена;
• прием и осушка тетрагидрофурана;
• активация диоксида кремния;
• синтез циклопентадиенила натрия;
• синтез хромоцена;
• приготовление катализатора.

Метод получения хромоцена основан на взаимодействии безводного хлорного хрома с циклопентадиенилом натрия в среде тетрагидрофурана (ТГФ) с последующей заменой ТГФ на толуол. Синтез циклопентадиенила натрия проводят в реакторе путем взаимодействия суспензии натрия с циклопентадиеном, полученным крекингом дициклопентадиена.

Диоксид кремния подвергают термообработке в активаторе по строго регулируемой программе, в условиях псевдоожижения азотом. Температурный режим активации двуокиси кремния включает в себя подогрев при заданной скорости повышения температуры, выдерживание при постоянной температуре и охлаждение.

Процесс приготовления катализатора S-9 проводят путем осаждения дициклопентадиенила хрома на активированном диоксиде кремния в смесителе.

Технологическая схема производства приведена на рисунке 4.17, описание технологического процесса - в таблице 4.43, перечень основного оборудования - в таблице 4.44.

Рисунок 4.17 - Принципиальная схема производства катализаторов "хромоцен на силикагеле"

Таблица 4.43

Описание технологического процесса производства катализаторов "хромоцен на силикагеле"

Таблица 4.44

Основное технологическое оборудование производства катализаторов "хромоцен на силикагеле"

4.2.18 Производство катализаторов каталитического крекинга, катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, реактивированных катализаторов гидроочистки в составе единого комплекса

Приведено описание технологии производства катализаторов каталитического крекинга, катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, а также технологии реактивации катализаторов гидроочистки в составе единого комплекса.

Основным сырьем для получения микросферического цеолитсодержащего катализатора крекинга являются: бентонитовая глина, силикат натрия, гидроксид алюминия, азотнокислый раствор редкоземельных элементов (РЗЭ), азотнокислый магний, цеолит типа ZSM-5 (в случае производства октаноповышающей добавки). Основным сырьем получения катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга являются: бентонитовая глина, силикат натрия, гидроксид алюминия, карбонат никеля, гидроксид кобальта, парамолибдат аммония, паравольфрамат аммония.

В состав производственного комплекса катализаторов входят две технологические схемы: производство катализаторов каталитического крекинга и производство катализаторов гидропроцессов.

Схема 1: производство катализаторов каталитического крекинга

Производство катализаторов каталитического крекинга заключается в приготовлении компонентов катализаторной композиции: алюмосиликата, цеолита NaHMgРЗЭY, алюминийсодержащего компонента и их последующим смешении в определенном соотношении. Готовую катализаторную композицию подают на механические распылители распылительной сушилки с давлением до 80 кгс/см2, где в прямоточном контакте с теплоносителем из сферических капель, полученных при распылении суспензии, формируются частицы катализатора определенного гранулометрического состава и насыпного веса. Сухой катализатор загружают в прокалочный аппарат барабанного типа, где катализатор, по мере продвижения по длине барабана, проходит несколько зон нагрева от 450 °C до 750 °C, приобретая необходимую прочность и объем пор.

Для приготовления компонентов катализаторной композиции на установке приготовления растворов готовят следующие растворы и компоненты:

• 1,5 N и 2,0 N жидкое стекло - автоклавированием силиката натрия с водой в определенном соотношении, при давлении до 8,0 кгс/см2 и температуре до 180 °C, разбавлением водой полученного плава, осветлением на рамных фильтр-прессах;
• 6,0 N раствор сернокислотного алюминия - варкой термоактивированного гидроксида алюминия в серной кислоте в определенном соотношении при температуре до 120 °C с последующим разбавлением водой и осветлением на рамном фильтр-прессе;
• раствор низкомодульного алюмината натрия - варкой термоактивированного гидроксида алюминия в растворе едкого натра в определенном соотношении при температуре до 95 °C с последующим разбавлением водой и осветлением на рамном фильтр-прессе;
• аммиачную воду - растворением жидкого аммиака в воде до концентрации 6 - 9%; растворы аммиачной селитры и азотнокислого магния - растворением соответствующей соли в воде при температуре 60 °C;
• суспензию цеолита типа ZSM - репульпацией сухого цеолита в воде; суспензию гидроксида марганца - растворением в воде азотнокислого марганца и осаждением гидроксида марганца аммиачной водой; алюминийсодержащий компонент - смешением суспензий термоактивированного гидроксида алюминия и бентонитовой или глины каолин КАХ-1; при производстве добавок в алюминийсодержащий компонент вводят: в случае производства октаноповышающей добавки - суспензию цеолита типа ZSM, в случае производства добавки дожига CO - суспензию гидроксида марганца.

Компоненты алюминийсодержащего компонента перед смешением проходят предварительную подготовку:

• термоактивированный гидроксид алюминия - репульпируют в воде, активируют раствором аммиачной селитры, фильтруют на рамном фильтр-прессе для разделения на кек и фильтрат, содержащий перешедшие в раствор ионы натрия, пептизируют азотной кислотой, автоклавируют при давлении до 8,0 кгс/см2 и температуре до 180 °C.
• бентонитовую глину - репульпируют, гидратируют, активируют раствором аммиачной селитры, фильтруют на рамном фильтр-прессе для разделения на кек и фильтрат, содержащий перешедшие в раствор ионы натрия;
• глину каолин КАХ-1 - репульпируют, гидратируют, диспергируют.

Приготовление цеолитного компонента состоит из следующих стадий:

• приготовление коллоидной затравки - сливом расчетного количества растворов в определенной последовательности: вода, алюминат натрия, раствор едкого натра, жидкое стекло, охлажденное до температуры 912 °C, перемешиванием и дальнейшим созреванием в состоянии покоя;
• осаждение алюмокремнегеля - сливом расчетного количества растворов в определенной последовательности за регламентируемые временные интервалы: жидкое стекло с температурой не более 18 °C, алюминат натрия, сернокислотного алюминия и воды, затравка;
• проведение ионных обменов на цеолите аммиачной селитрой (4 ионных обмена) с целью снижения содержания ионов натрия в цеолите с фильтрацией после каждого ионного обмена для разделения на кек и фильтрат, содержащий перешедшие в раствор ионы натрия;
• модифицирование цеолита катионами магния и РЗЭ для повышения его термостабильности;
• две стадии термопаровой стабилизации, включающих сушку цеолита до остаточной влаги 20 - 25%, прокалку при температуре 570 - 630 °C.

Приготовление алюмосиликата проводят в следующей последовательности:

• получение золя алюмосиликатной матрицы смешением растворов жидкого стекла и сернокислого алюминия при pH (7,2 - 7,6) ед. в высокоэффективном смесителе с последующим вводом в емкость для созревания геля без использования формовочной среды;
• синерезис алюмосиликата - физико-механический процесс в среде аммиачной воды (синерезисный раствор) при pH = 9,0 - 9,5 ед., в результате которого происходит выделение из алюмосиликата интермицеллярной жидкости, при этом происходит перестройка пористой структуры алюмосиликата.
• активация алюмосиликата - процесс катионного обмена, в результате которого ионы Na+, входящие в состав алюмосиликата, обмениваются на ионы Al3+ из активирующего раствора (сульфата алюминия);
• промывка алюмосиликата - физический процесс удаления растворенной соли из пор алюмосиликата и содержание оксида натрия в готовом алюмосиликате не более 0,2%.

Схема 2: производство катализаторов гидропроцессов

Производство катализаторов гидропроцессов заключается в подготовке компонентов катализаторов и непосредственно получении катализаторов гидроочистки, гидрокрекинга, а также реактивации катализаторов гидроочистки.

Производство псевдобемита включает следующие стадии:

• гидратация термоактивированного гидроксида алюминия при температуре 48 - 52 °C в течение 2 часов в растворе 0,3 - 0,5% азотной кислоты;
• фильтрация и отмывка гидратированной термоактивированной гидроокиси алюминия для удаления фильтрата, содержащего перешедшие в раствор после взаимодействия в процессе гидратации кристаллически связанного натрия с азотной кислотой ионы Na+, и последующая их отмывка с поверхности термоактивированного гидроксида алюминия химочищенной водой;
• гидротермальный синтез (автоклавирование) отмытого гидратированного термоактивированного гидроксида алюминия - проводится в автоклаве в присутствии азотной и борной кислот при температуре 150 °C и давлении не менее 1,0 кгс/см2;
• распылительная сушка псевдобемита теплоносителем с температурой 100 - 350 °C.

Производство аморфного алюмосиликата состоит из следующих стадий:

• осаждение и старение алюмосиликата - заключается в предварительной подготовке буферного раствора разбавлением 9%-ной аммиачной воды ХОВ, нагретой до температуры 55 - 65 °C, до pH - 7,9 - 8,1 ед., последующим осаждением гидроксида алюминия из раствора сульфата алюминия, 9%-ным аммиачным раствором и получением аморфного алюмосиликата подачей к полученной суспензии гидрокса алюминия раствора жидкого стекла; все стадии процесса проводят при повышенной температуре в пределах (55 - 65 °C, подачу растворов и перемешивание после осуществляют за нормируемые интервалы времени;
• фильтрация и отмывка аморфного алюмосиликата - заключается в разделении суспензии аморфного алюмосиликата на ленточном вакуум-фильтре и удалении фильтрата, содержащего ионы натрия, аммония, сульфат-ионы, и последующей их отмывкой с поверхности аморфного алюмосиликата химочищенной водой.
• сушка аморфного алюмосиликата - заключается в сушке отмытого кека аморфного алюмосиликата в роторной сушилке при прямоточном контакте с теплоносителем температурой 150 - 450 °C для получения порошкообразного продукта.

Приготовление пропиточных растворов:

Сущность процесса заключается в растворении сухих продуктов: лимонной кислоты, соединений кобальта, молибдена, никеля и аммония в воде при повышенной температуре и перемешивании, их загрузке в определенной последовательности и весовых соотношениях с добавлением жидких продуктов, согласно рецептуре: ортофосфорной кислоты и полиэтиленгликоля.

Производство катализатора гидроочистки включает следующие стадии:

• получение формовочной массы и формовки гранул носителя катализатора гидроочистки - заключается в смешении в смесителе с Z-образными лопастями псевдобемита, раствора пептизатора и полиэтиленгликоля в весовых соотношениях, указанных рецептурой;
• формовка гранул носителя катализатора гидроочистки - формовочную массу подают в запитывающую зону шнека экструдера и продавливают через фильеру, размеры отверстий которой обеспечивают получение экструдатов носителя требуемых формы и размеров;
• сушка носителя катализатора гидроочистки - заключается в удалении влаги на ленточной сушилке из влажных гранул до остаточного содержания и в формировании требуемых значений объема пор и удельной поверхности;
• прокалка носителя катализатора гидроочистки - заключается в термической обработке носителя в прокалочной печи барабанного типа с целью удаления влаги и обеспечения требуемой объемной прочности на раздавливание;
• пропитка носителя катализатора гидроочистки - проводят на установке вакуумной пропитки при контакте предварительно вакуумированного носителя с двукратным избытком пропиточного раствора, нагретого до 70 °C.
• сушка катализатора гидроочистки - осуществляют в барабанной сушилке при температуре от 100 °C до 200 °C, нагнетании воздуха в барабан сушильного аппарата и времени пребывания в сушилке в пределах 3 - 5 часов.

Производство катализатора гидрокрекинга и реактивации катализатора гидроочистки состоит из следующих стадий:

• получение формовочной массы - заключается в смешении в смесителе с Z-образными лопастями псевдобемита, аморфного алюмосиликата, цеолита и раствора пептизатора;
• формовка гранул носителя катализатора гидрокрекинга - формовочную массу подают в запитывающую зону шнека экструдера и продавливают через фильеру, размеры отверстий которой обеспечивают получение экструдатов носителя требуемых формы и размеров;
• сушка носителя катализатора гидрокрекинга - заключается в удалении влаги из влажных гранул до остаточного содержания и в формировании требуемых значений объема пор и удельной поверхности на ленточной сушилке;
• прокалка носителя катализатора гидрокрекинга - заключается в термической обработке носителя при температуре 500 - 600 °C в прокалочной печи барабанного типа с целью удаления влаги и обеспечения требуемой объемной прочности на раздавливание;
• пропитка носителя катализатора гидрокрекинга и реактивированного катализатора гидроочистки - пропитку носителя катализатора гидрокрекинга и реактивацию катализатора гидроочистки проводят в барабанном пропитывателе непрерывного действия при контакте носителя с небольшим избытком пропиточного раствора и возможностью регулирования температуры пропитки в случае необходимости;
• сушка катализатора гидрокрекинга и реактивированного катализатора гидроочистки - осуществляют в барабанной сушилке непрерывного действия при температуре около 120 °C и времени пребывания в сушилке не менее 4 часов;
• прокалка катализатора гидрокрекинга - предназначена для удаления из высушенного катализатора остаточного количества воды, аммиака и продуктов разложения цитратных лигандов при температуре 520 - 550 °C и времени пребывания катализатора в печи в пределах 3 - 5 часов в прокалочной печи барабанного типа.

Для очистки сточных вод от производства катализаторов предусмотрена установка локальной очистки стоков (ЛОС) с раздельной обработкой стоков. Исходные стоки от производства катализаторов объединяются в две линии.

Линия I - совместная переработка стоков производства алюмосиликата, в том числе:

• отработанный синерезисный раствор, отработанный активирующий раствор (1);
• промывка алюмосиликата (2);
• от установки производства аморфного алюмосиликата и стоков промывки аморфного алюмосиликата (3);
• от установки производства катализаторов гидрокрекинга.

Объединяются стоки (1) и (3) с отгонкой аммиака и получением 9%-ной аммиачной воды до концентрирования на обратном осмосе. Далее к очищенному от аммиака стоку подмешивается сток (2), далее полученная смесь концентрируется на обратном осмосе с последующей выпарной кристаллизацией и центрифугированием с получением сульфата натрия (ГОСТ 6318-77 марка Б) и смеси сульфатных солей в качестве отхода.

Линия II - совместная переработка стоков фильтрата ионных обменов цеолита от установки производства цеолита, стоков активации бентонитовой глины и термоактивированного гидрооксида алюминия, от установки производства алюминийсодержащего компонента и стоков промывки псевдобемита, от установки производства катализаторов гидроочистки. Нитратные потоки смешиваются, концентрируются на обратном осмосе, концентрат солей подвергается выпарной кристаллизации и центрифугированию с получением смеси нитратных солей.

Смесь стоков поступает в бак-усреднитель, затем стоки подаются на блок отгонки аммиака, откуда полученная аммиачная вода направляется в производство катализаторов на технологические нужды. После блока отгонки аммиака стоки подаются на охлаждение для дальнейшей коагуляции и флокуляции на осветлителях. В осветлителях посредством тонкослойного отстаивания задерживаются присутствующие в воде взвешенные вещества. Далее для более тонкой очистки от взвешенных частиц осветленная вода подается на установки ультрафильтрации. Осветленная вода после ультрафильтрации собирается в баках ультрафильтрованной воды, откуда насосами подается на блок обратного осмоса, где из воды удаляются растворенные соли в виде концентрата. Схема очистки смеси стоков технологической линии II от линии I отличается отсутствием этапа отгонки аммиака.

После обессоливания на блоках обратного осмоса пермеат обеих линий собирается в баках частично обессоленной воды и затем подается на дообессоливание на блок обратного осмоса 2-й ступени.

Очищенная обессоленная вода собирается в баках обессоленной воды и затем подается на производство катализаторов, в выпарные установки и на подпитку парогенератора. Качество очищенной воды соответствуют требованиям технологического процесса производства катализаторов.

Концентрат с установок обратного осмоса обеих линий собирается в баках концентрата и подается на всас насосов выпарных установок. Конечным продуктом выпарной установки линии I является смесь солей (отход) и сульфат натрия, линии II - смесь нитратных солей.

Шламовые воды от баков-усреднителей и осветлителей поступают в бак сбора шламовых вод, находящийся в составе установки обезвоживания осадка. Шламовые воды подаются на декантер, предварительно перед декантером производится дозирование флокулянта, подготовленного на автоматических установках приготовления флокулянта. От них же производится дозирование реагента перед осветлителями.

В декантере производится процесс обезвоживания, продуктами которого являются отжатый шлам (отход) и осветленная вода после декантера (фугат). Кек непрерывно сбрасывается в приемный контейнер и вывозится в специализированные лицензированные организации, а фугат поступает в бак сбора фугата. Далее фугат насосами перекачки поступает в баки-усреднители линий I и II для повторного использования.

В процессе локальной очистки стоков на установке ЛОС образуются следующие продукты:

• аммиачная вода расчетной концентрацией 9%;
• сульфат натрия (содержание 94%);
• смесь нитратных солей (влажность не более 10%).

При эксплуатации установки ЛОС предусматривается образование отходов:

• осадка осветления воды системы оборотного водоснабжения производств неорганических химических веществ и минеральных удобрений;
• отходов очистки вод систем оборотного водоснабжения в производствах химических веществ и химических продуктов.

100% очищенных стоков после блока обратного осмоса возвращается в технологический процесс в непрерывном режиме. Показатели качества очищенных стоков на установке ЛОС, возвращаемых в производство, соответствуют требованиям, предъявляемым к технологическому процессу производства катализаторов.

Технологическая схема производства приведена на рисунках 4.18 и 4.19, описание технологического процесса - в таблицах 4.43 и 4.44, перечень основного оборудования - в таблицах 4.45 и 4.46.

<1> - при приготовлении добавки дожига CO

<2> - при приготовлении октаноповышающей добавки

Рисунок 4.18 - Принципиальная схема производства катализаторов каталитического крекинга

<1> - при приготовлении катализаторов гидроочистки

<2> - при приготовлении катализаторов гидрокрекинга

<3> - при реактивации катализаторов гидроочистки

Рисунок 4.19 - Принципиальная схема производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, реактивированных катализаторов гидроочистки

Таблица 4.45

Описание технологического процесса производства катализаторов каталитического крекинга

Таблица 4.46

Описание технологического процесса производства катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, реактивированных катализаторов гидроочистки

Таблица 4.47

Основное технологическое оборудование производства катализаторов каталитического крекинга, катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, реактивированных катализаторов гидроочистки

Таблица 4.48

Природоохранное оборудование производства катализаторов каталитического крекинга, катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, реактивированных катализаторов гидроочистки

4.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве катализаторов

Нормы расхода сырья и энергоресурсов приведены в таблицах 4.49 - 4.66.

Таблица 4.49

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве алюмоникелевых катализаторов конверсии метана и углеводородных газов

Таблица 4.50

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве алюмопалладиевых катализаторов

Таблица 4.51

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве алюмоплатиновых (платино-рениевых) катализаторов на основе активного оксида алюминия

Таблица 4.52

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве никель-вольфрам-сульфидных катализаторов с добавкой оксида алюминия

Таблица 4.53

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве сульфокатионитных катализаторов

Таблица 4.54

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве железокалиевых катализаторов

Таблица 4.55

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве катализаторов "серебро на пемзе"

Таблица 4.56

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве катализаторов "палладий на угле"

Таблица 4.57

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве алюмоникелькобальтмолибденовых катализаторов

Таблица 4.58

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве цинкхроммедных катализаторов

Таблица 4.59

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве алюмоцинкхромовых катализаторов

Таблица 4.60

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве цинкхромовых катализаторов

Таблица 4.61

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве микросферических алюмохромовых катализаторов

Таблица 4.62

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве железохромовых катализаторов

Таблица 4.63

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве цеолитсодержащих катализаторов

Таблица 4.64

Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве катализаторов каталитического крекинга, катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, реактивированных катализаторов гидроочистки в составе единого комплекса